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2014 年度 実施状況報告書

基部陸上植物における葉緑体型ペプチドグリカンの存在証明と機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 25440158
研究機関熊本大学

研究代表者

高野 博嘉  熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (70242104)

研究分担者 武智 克彰  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (70515501)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード植物 / 形態 / 葉緑体
研究実績の概要

本研究は、基部陸上植物における葉緑体型ペプチドグリカン(PG)の存在を明らかにし、その機能を解明していくことを目的としている。26年度は以下の解析を行った。
PGの存在については大幅な進展があった。2014年2月、PGの構成要素であるD-アラニル-D-アラニンをプローブに用いた実験系により、今までPGが見いだされていなかったクラミジアでPGが初めて見いだされた。これは、エチニル基を付加したD-アラニル-D-アラニンをPGに取り込ませた後に、エチニル基に蛍光物質をクリック反応で結合させる方法である。エチニル基を付加したD-アラニル-D-アラニンを合成し、ヒメツリガネゴケを同様の方法で観察したところ、通常の電子顕微鏡観察では観察できない葉緑体型PGの可視化に成功した。これは緑色植物の葉緑体における最初の葉緑体局在型PGの観察例である。その結果、ヒメツリガネゴケでは葉緑体の周り全てにPG層が存在していることを明らかにすることができた。
これに加えて、以下の解析を行った。PBPと複合体を作ると予測されるタンパク質の解析については、タグを付加したPBPを発現するコケを新規に作成した。今後この形質転換ラインを用いて細胞内で結合するタンパク質を調べて行きたい。葉緑体型PGにおけるD-アミノ酸の異性化酵素に関する研究では、酵母でラセマーゼと予想されている YBL036Cのヒメツリガネゴケ相同遺伝子について遺伝子破壊実験を進めているが、葉緑体の巨大化の形質が見られず、YBL036Cとラセマーゼとの関連を考え直す必要がでてきている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

PGに結合するタンパク質の解析やD-アラニンラセマーゼに関する研究については、まだ十分な成果が得られていないが、本年度はコケ植物の葉緑体に存在するPGを初めて可視化することに成功しており、PGの存在証明という点では順調に進展していると考えている。今後は、この可視化系を更に進展させたい。

今後の研究の推進方策

研究申請時には発表されていなかった新規のPG可視化系は、植物の葉緑体におけるPGの可視化に大きく貢献できると考えている。そこで、最終年度は、この方法を用いた解析をメインの1つとして進めたい。まずは葉緑体PGが存在すると予想される灰色植物や車軸藻類を用いて同様の方法で葉緑体型PGの存在様式を明らかにしていく。緑藻類やシロイヌナズナには葉緑体型PGが存在しないと予測できるため、これらを用いたネガティブコントロールについても実験を進める。また、PGに結合するタンパク質の解析やD-アラニンラセマーゼに関する研究も同時に進めていきたい。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Bending of protonema cells in a plastid glycolate/glycerate transporter knockout line of Physcomitrella patens.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakahara, J., Takechi, K., Myouga, F., Moriyama, Y., Sato, H., Takio, S. and Takano, H.
    • 雑誌名

      Plos One

      巻: 10 ページ: e0118804

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0118804

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] D-アラニルD-アラニンはヒメツリガネゴケの葉緑体分裂に必要だが、シロイヌナズナでは必要ない2015

    • 著者名/発表者名
      平野隆之・谷所幸治・清水泰博・佐藤モモ・只野慎治・石川勇人・滝尾進・武智克彰・高野博嘉
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京都世田谷区東京農業大学
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] Chloroplast division system with peptidoglycan including D-amino acids in the moss Physcomitrella patens2014

    • 著者名/発表者名
      Pan Liu, Katsuaki Takechi, Susumu Takio, Hiroyoshi Takano
    • 学会等名
      2nd International Sympodium for Integrated Science for Molecular Chirality in Biology and Chemistry
    • 発表場所
      熊本県阿蘇市
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-01
  • [学会発表] Bending of Protonema Cells in a Plastid Glycolate/Glycerate Transporter Knockout Line of Physcomitrella patens2014

    • 著者名/発表者名
      Jin Nakahara, Katsuaki Takechi, Fumiyoshi Myouga, Yasuko Moriyama, Hiroshi Sato, Susumu Takio, Hiroyoshi Takano
    • 学会等名
      2nd International Sympodium for Integrated Science for Molecular Chirality in Biology and Chemistry
    • 発表場所
      熊本県阿蘇市
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-01
  • [学会発表] D-alanyl-D-alanine is required for moss plastid division, but not for Arabidopsis2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hirano, Koji Tanidokoro, Yasuhiro Shimizu, Yutaka Kawarabayasi, Toshihisa Ohshima, Momo Sato, Shinji Tadano, Hayato Ishikawa, Susumu Takio, Katsuaki Takechi, Hiroyoshi Takano
    • 学会等名
      2nd International Sympodium for Integrated Science for Molecular Chirality in Biology and Chemistry
    • 発表場所
      熊本県阿蘇市
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-01
  • [学会発表] Peptidoglycan related chloroplast division system in the moss Physcomitrella patens2014

    • 著者名/発表者名
      Pan Liu, Katsuaki Takechi, Susumu Takio and Hiroyoshi Takano
    • 学会等名
      Moss2014
    • 発表場所
      中国北京市
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-28
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ葉緑体分裂に関するペプチドグリカン合成酵素ペニシリン結合タンパク質複合体の解析2014

    • 著者名/発表者名
      松下祐美・武智克彰・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      神奈川県川崎市明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] 光呼吸に関連する葉緑体グリコール酸/グリセリン酸トランスポーターのヒメツリガネゴケを用いた機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      中原仁・武智克彰・佐藤博・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      神奈川県川崎市明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] 蘚類ヒメツリガネゴケの葉緑体にペプチドグリカンは存在するか2014

    • 著者名/発表者名
      松下祐美・平野隆之・武智克彰・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      日本植物形態学会第26回大会
    • 発表場所
      神奈川県川崎市明治大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [学会発表] 原糸体細胞が屈曲を示すヒメツリガネゴケ光呼吸関連遺伝子変異体pplrgB1の解析2014

    • 著者名/発表者名
      中原仁・武智克彰・佐藤博・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      日本植物形態学会第26回大会
    • 発表場所
      神奈川県川崎市明治大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [学会発表] コケ植物におけるペプチドグリカンの葉緑体分裂への関与2014

    • 著者名/発表者名
      高野博嘉
    • 学会等名
      第3回マトリョーシカ型生物学研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ葉緑体分裂に関与するペプチドグリカン合成酵素ペニシリン結合タンパク質(PBP)複合体の解析2014

    • 著者名/発表者名
      松下祐美・武智克彰・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      第3回マトリョーシカ型生物学研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケの葉緑体分裂におけるD-アラニン-D-アラニンリガーゼおよびアラニンラセマーゼの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      平野隆之・武智克彰・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      第3回マトリョーシカ型生物学研究会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ葉緑体分裂に関わるペプチドグリカン合成酵素ペニシリン結合タンパク質は葉緑体中で複合体として存在している2014

    • 著者名/発表者名
      松下祐美・武智克彰・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      日本動物学会九州支部・九州沖縄植物学会・日本生態学会九州地区会・沖縄生物学会 合同沖縄大会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケのグリコール酸/グリセリン酸トランスポーターPpLrgBの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      中原仁・武智克彰・滝尾進・高野博嘉
    • 学会等名
      日本動物学会九州支部・九州沖縄植物学会・日本生態学会九州地区会・沖縄生物学会 合同沖縄大会
    • 発表場所
      琉球大学
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25

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公開日: 2016-05-27  

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